package com.xxy.stack;

/**
 * @author xxy
 * @create 2020 11 07 21:43
 * 使用栈完成表达式的计算(中缀表达式）
 * 1.通过一个index值，来遍历我们的表达式
 * 2.如果发现是一个数字，就直接输入数栈
 * 3.如果发现发一个字符，就分如下的情况
 * 3.1如果发现当前栈为空，就直接入栈
 * 3.2如果符号栈有操作符，就进行比较，如果当前的操作符的优先级小于或者等于栈中的操作符，就需要从数栈中pop出一个符号
 * ，进行运算将得到的结果，入数栈，然后将当前的操作符入符号栈；如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作符，就直接入符号栈
 * 4.当表达式扫描完毕，就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并进行运算
 * 5.最后在数栈只有一个数字，就是表达式的结果。
 */
public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        //跟前上面的步骤，进行求解
        String expression="60-200";
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        int index = 0;
        int num1=0;
        int num2=0;
        int oper=0;
        int res = 0;
        char ch =' ';
        String keepNumber ="";
        //循环扫描栈
        while (true){
            ch= expression.substring(index,index+1).charAt(0);
            if(operStack.isOper(ch)){//判断是运算符
                if(!operStack.isEmpty()){
                    //3.2如果符号栈有操作符，就进行比较，如果当前的操作符的优先级小于或者等于栈中的操作符，就需要从数栈中pop出一个符号
                    //进行运算将得到的结果，入数栈，然后将当前的操作符入符号栈；如果当前的操作符的优先级大于栈中的操作符，就直接入符号
                    if(operStack.priority(ch)<=operStack.priority(operStack.peek())){
                        num1 =numStack.pop();
                        num2 =numStack.pop();
                        oper =operStack.pop();
                        res =numStack.cal(num1,num2,oper);
                        numStack.push(res);
                        operStack.push(ch);
                    }else{
                        operStack.push(ch);
                    }
                }else {
                    //如果为空直接入栈
                    operStack.push(ch);
                }
            }else {//不能处理多位数
                //numStack.push(ch-48);
                //需要在处理的时候，看一下，下一位是不是数字，如果是，就进行扫描，如果是符号就入栈
                //定义一个字符变量用于拼接
                keepNumber+=ch;
                if(index==expression.length()-1){
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNumber));
                }else{
                    if(operStack.isOper(expression.substring(index+1,index+2).charAt(0))){
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNumber));
                        keepNumber="";
                    }
                }
            }
            index++;
            if(index>=expression.length()){
                break;
            }
        }
        //当表达式扫描完毕，就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并进行运算
        while(true){
            if(operStack.isEmpty()) {
                break;
            }else {
                num1 =numStack.pop();
                num2 =numStack.pop();
                oper =operStack.pop();
                res =numStack.cal(num1,num2,oper);
                numStack.push(res);
            }
        }
        System.out.println(expression+"="+numStack.pop());
    }
}
//创建一个栈
class ArrayStack2 {
    private int maxSize;//栈的大小
    private int[] stack;//数组模拟栈
    private int top = -1;//top表示栈顶，初始化为-1
    //构造器
    public ArrayStack2(int maxSize){
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int [maxSize];
    }
    //判断栈满
    public boolean isFull(){
        return top ==maxSize-1;
    }
    //判断栈为空
    public boolean isEmpty(){
        return top==-1;
    }
    //入栈
    public void push(int data){
        //先判断是否满
        if(isFull()){
            return;
        }
        top++;
        stack[top]=data;
    }
    //出栈
    public int pop(){
        //先判断是否为空
        if(isEmpty()){
            throw new RuntimeException("栈空");
        }
        int value=stack[top];
        top--;
        return value;
    }
    //遍历栈
    public void list(){
        //从栈顶开始遍历，先看是否为空
        if(isEmpty()){
            return;
        }
        for(int i=top;i>=0;i--){
            System.out.println(" stack["+i+"]="+stack[i]);
        }
        System.out.println();
    }
    //规定运算符的优先级,使用数字表示
    public int priority(int oper){
        if(oper=='*'||oper=='/'){
            return 1;
        }else if(oper =='+'||oper=='-'){
            return  0;
        }else{
            return -1;
        }
    }
    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val){
        return val=='+'||val=='-'||val=='*'||val=='/';
    }
    //计算方法
    public int cal(int num1,int num2,int oper){
        int res =0;//存放运算的结果
        switch (oper){
            case '+':
                res=num1+num2;
                break;
            case '-':
                res=num2-num1;
                break;
            case '*':
                res = num2*num1;
                break;
            case '/':
                res=num2/num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return  res;
    }
    //返回栈顶的元素
    public int peek(){
        return stack[top];
    }
}
